恒定电流高考调研高三物理新课标版.ppt

一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其变化规律． 二、实验原理 1．用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑曲线将这些点连接起来，就可以得到小灯泡的伏安特性曲线． 小灯泡“3.8 V　0.3 A”的电阻很小，当它与电流表(量程为0.6 A)串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法． 2．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 (1)两种接法比较： 由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围大，限流式接法较节能． (2)两种方法的选择： ①选择不同接法的原则． 安全性原则(不超量程、在允许通过的最大电流以内电表、电源不接反)；方便性原则(便于调节、便于读数)；经济型原则(损耗能量最小)． ②两种接法的适用条件：限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)． 如果Rx很小，限流式中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大．Rx很大时，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节． a．若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式． b．若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流式电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式电路． c．若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路． d．两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低． 三、实验器材 小灯泡、4－6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干、开关． 四、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按如图所示的原理图连接好实验电路． 2．把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S. 3．移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S. 4.拆除电路，整理仪器． 五、数据处理(画出伏安特性曲线) 1．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系． 2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)． 3．将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线． 一、误差分析 1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差． 2．电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数． 3．在坐标纸上描点，作图带来误差． 【例1】　为了测定和描绘“220 V　40 W”的白炽灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电．调压变压器为一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线之间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0－250 V之间连续变化，如图所示，画出的是调压变压器的电路图符号． 实验室备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器材． (1)在图中完成实验电路图． (2)说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，电压较高段与电压较低段相比较，哪段误差更大？为什么？__________________________________. 【解析】　(1)如图．(注意：电流表外接或内接均可) (2)如果电流表外接，电压较高段误差较大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流作用而造成的误差就越大；如果内接，电压较低段，误差较大，因为电压越低，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差就越大． 【学法指导】　本题易错点①火线和零线的位置左右完全倒置，开关应接在火线；②这个电路(调压变压器)本身就是分压电路，有些学生仍将左侧利用滑动变阻器画成分压式电路，此处滑动变阻器不用，也无需利用其为限流． 二、注意事项 1．电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法：因为小灯泡“3.8 V　0.3 A”的电阻较小，与0－0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大． (2)滑动变阻器应采用分压式接法，目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化． 2．闭合开关S前，滑动变阻器滑片应移到使小灯泡分得电压为0的一端，从而使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化，同时，也为了防止开关刚闭合